Los beneficios del Aluminio
Los evaporadores usados en
instalaciones frigoríficas con amoniaco, han tradicionalmente sido
fabricados con acero al carbón galvanizado (un revestimiento de zinc).
Hay otros metales que son compatibles con el amoniaco entre los que se
encuentran el acero inoxidable y el aluminio.
Las firmas de ingenieria, contratistas e instaladores de evaporadores para amoniaco con aplicaciones de baja temperatura deben de tomar en cuenta los siguientes elementos: peso de la unidad, desempeño y confiabilidad del equipo. De manera adicional deben de haber especificaciones de resistencia a la corrosión, facilidad de limpieza, y características del sistema de descarche.
El aluminio es muy compatible con el amoniaco y ha sido usado en intercambiadores de calor a lo largo de muchos años. Las propiedades del aluminio lo hacen un metal ideal para usarse en aplicaciones frigoríficas con amoniaco. Este documento describe estas propiedades y las compara con al acero galvanizado.
La tabal 1 muestra una comparación de las propiedades del aluminio y el acero al carbón con zinc. El acero galvanizado se obtiene mediante la inmersión del acero al carbón en un baño de zinc fundido, por lo tanto la tabla muestra estos metales.
Las firmas de ingenieria, contratistas e instaladores de evaporadores para amoniaco con aplicaciones de baja temperatura deben de tomar en cuenta los siguientes elementos: peso de la unidad, desempeño y confiabilidad del equipo. De manera adicional deben de haber especificaciones de resistencia a la corrosión, facilidad de limpieza, y características del sistema de descarche.
El aluminio es muy compatible con el amoniaco y ha sido usado en intercambiadores de calor a lo largo de muchos años. Las propiedades del aluminio lo hacen un metal ideal para usarse en aplicaciones frigoríficas con amoniaco. Este documento describe estas propiedades y las compara con al acero galvanizado.
La tabal 1 muestra una comparación de las propiedades del aluminio y el acero al carbón con zinc. El acero galvanizado se obtiene mediante la inmersión del acero al carbón en un baño de zinc fundido, por lo tanto la tabla muestra estos metales.
La densidad del metal afecta de
manera directa en el peso del intercambiador de calor, y cuando es
multiplicado por la capacidad calorífica específica el equipo muestra
la cantidad de energía requerida para calentar o enfriar el
intercambiador durante los ciclos de deshielo.
La conductividad térmica del metal afecta el desempeño térmico del intercambiador de calor así como la velocidad y eficacia del deshielo.Ventajas.Peso.
La baja densidad del aluminio comparada con el acero y el zinc, dan por resultado un intercambiador de calor más ligero. Un evaporador de acero galvanizado pesará hasta 3 veces más que un evaporador de aluminio, con las mismas dimensiones. Dado que la conductividad térmica del aluminio es mayor, el desempeño es mejor si se com para con el acero galvanizado. Cuando el efecto del mejor desempeño del aluminio es tomado en cuenta, el equipo fabricado en acero galvanizado pesara 3 ½ veces más teniendo la misma capacidad de enfriamiento.
El menor peso del evaporador de aluminio reduce los requerimientos de estructura en donde las unidades son de techo y especialmente en áreas de alta sismicidad. La colocación también es mucho más sencilla con un evaporador más ligero. Es muy fácil observar las ventajas cuando se instala un evaporador de aluminio de 2,000 lbs comparado con un evaporador de acero de 6,000 lbs a una altura de 30 pies.
Desempeño.
La conductividad térmica del aluminio es 4 ½ veces mayor que el acero y 2 veces mayor que el zinc. La conductividad térmica tiene un efecto directo en la eficiencia de la transferencia de calor, en cuanto mayor sea este valor es mejor. Pruebas hechas han concluido de manera categórica que los evaporadores fabricados con tubos y aletas de aluminio tendrán una capacidad de enfriamiento del 12 al 15 % mayor que los evaporadores fabricados en acero galvanizado con las mismas dimensiones.
El mejor desempeño de los evaporadores fabricados con tubos de aluminio permite a los diseñadores escoger entre: a) seleccionar un evaporador con menos filas y/o menos aletas por pulgada para un menor costo inicial, o b) utilizar la misma unidad (la misma cantidad de filas y aletas) y operar la unidad a una mayor presión de succión con reducción en los costos de operación, comparado con el acero galvanizado.Deshielo.
La alta conductividad térmica del aluminio también resulta en un deshielo más rápido y eficaz. En pocas palabras, los evaporadores de aluminio se descongelan más rápido y mejor que los serpentines de acero galvanizado.
Una cantidad sustancial de energía se gasta en el deshielo para elevar la temperatura de la masa de metal del evaporador hasta la temperatura de derretimiento del hielo (32ºF), y después para enfriar el metal se lleva hasta la temperatura de operación. Cuando la densidad del metal se multiplica por la conductividad térmica, el resultado indica la cantidad de energía requerida para calentar y enfriar el intercambiador de calor para un volumen dado por unidad de temperatura (grado).
Basado en este análisis, un evaporador de acero galvanizado requerirá 70 % más de energía que el mismo evaporador, pero fabricado en aluminio para poder calentar y enfriar la unidad durante el ciclo de deshielo. Este tema se vuelve relevante por los ahorros de ene rgía y en consecuencia en el costo de operación a lo largo de un año, en especial a temperaturas de congelación.Resistencia a la corrosión.
El amoniaco puro inactiva las reacciones químicas de la superficie del aluminio. El proceso de inactivación limpia la superficie del metal para que esté libre de impurezas y promueve la formación de la capa protectora natural de oxido. Miles de evaporadores industriales para amoniaco de aluminio han sido instalados y operan de manera exitosa desde 1970.
La corrosión de los intercambiadores de calor en contacto o ubicados en áreas cercanas a productos alimenticios es una preocupación de las empresas procesadoras de alimentos. Todos los productos alimenticios son ligeramente ácidos. El aluminio es más resistente a la corrosión que el acero galvanizado, cuando se expone al acido acético y acido cítrico (productos lácteos, productos cítricos), ácidos grasos (agentes anticoagulantes, lubricantes) y acido láctico (pan, dulces, bebidas, fermentación, sangre).
El aluminio es más resistente a la corrosión que el acero galvanizado en presencia de cloruro de sodio (conservación de carnes y vegetales) y bióxido de sulfuro (almacenamiento de uvas). Ni el acero galvanizado ni el aluminio se recomiendan para su exposición a los nitritos (carnes curadas y ahumadas). El acero inoxidable es el material mas sugerido para usarse en presencia de nitritos.
Generalmente hablando, el aluminio es un mejor metal que el acero galvanizado para usarse donde hay una preocupación respecto a la corrosión debida al contacto con la mayoría de los productos alimenticios.Facilidad de limpieza.
La facilidad de limpieza del equipo en las empresas procesadoras de alimentos, incluyendo los evaporadores, ha sido un tema cuya importancia ha crecido. La contaminación bacteriológica debe ser removida con una limpieza regular y ubicar donde puede acumularse para así poder minimizarla.
La superficie lisa y dura de los evaporadores de aluminio son ideales para una limpieza eficiente en equipos de procesamiento de alimentos y en las instalaciones. La superficie áspera y porosa del acero galvanizado puede presentar dificultades en su limpieza para los operadores en instalaciones donde la operación libre de bacterias es un factor cr ítico.
Otro tema relevante es el efecto de diferentes agentes de limpieza sobre el aluminio y el acero galvanizado. Hay cuatro tipos básicos de agentes de limpieza en la industria procesadora de alimentos.
1.- Ácido.
2.- Fuertemente Alcalino.
3.- Medianamente Alcalino.
4.- A base de cloro.
Tanto el aluminio como el acero galvanizado son atacados por los agentes ácidos, los agentes fuertemente alcalinos y el cloro. Este tipo de agentes de limpieza no son recomendados para su uso en cualquier evaporador de amoniaco. Se recomienda el uso de una espuma medianamente alcalina para la limpieza de los evaporadores de aluminio y de acero galvanizado.
Si por alguna razón es necesario el uso de sosa cáustica (fuerte alcalino) para la limpieza, se prefiere el uso de evaporadores de acero galvanizado sobre los de aluminio debido a que la resistencia del zinc es más alta que la del aluminio.
La conductividad térmica del metal afecta el desempeño térmico del intercambiador de calor así como la velocidad y eficacia del deshielo.Ventajas.Peso.
La baja densidad del aluminio comparada con el acero y el zinc, dan por resultado un intercambiador de calor más ligero. Un evaporador de acero galvanizado pesará hasta 3 veces más que un evaporador de aluminio, con las mismas dimensiones. Dado que la conductividad térmica del aluminio es mayor, el desempeño es mejor si se com para con el acero galvanizado. Cuando el efecto del mejor desempeño del aluminio es tomado en cuenta, el equipo fabricado en acero galvanizado pesara 3 ½ veces más teniendo la misma capacidad de enfriamiento.
El menor peso del evaporador de aluminio reduce los requerimientos de estructura en donde las unidades son de techo y especialmente en áreas de alta sismicidad. La colocación también es mucho más sencilla con un evaporador más ligero. Es muy fácil observar las ventajas cuando se instala un evaporador de aluminio de 2,000 lbs comparado con un evaporador de acero de 6,000 lbs a una altura de 30 pies.
Desempeño.
La conductividad térmica del aluminio es 4 ½ veces mayor que el acero y 2 veces mayor que el zinc. La conductividad térmica tiene un efecto directo en la eficiencia de la transferencia de calor, en cuanto mayor sea este valor es mejor. Pruebas hechas han concluido de manera categórica que los evaporadores fabricados con tubos y aletas de aluminio tendrán una capacidad de enfriamiento del 12 al 15 % mayor que los evaporadores fabricados en acero galvanizado con las mismas dimensiones.
El mejor desempeño de los evaporadores fabricados con tubos de aluminio permite a los diseñadores escoger entre: a) seleccionar un evaporador con menos filas y/o menos aletas por pulgada para un menor costo inicial, o b) utilizar la misma unidad (la misma cantidad de filas y aletas) y operar la unidad a una mayor presión de succión con reducción en los costos de operación, comparado con el acero galvanizado.Deshielo.
La alta conductividad térmica del aluminio también resulta en un deshielo más rápido y eficaz. En pocas palabras, los evaporadores de aluminio se descongelan más rápido y mejor que los serpentines de acero galvanizado.
Una cantidad sustancial de energía se gasta en el deshielo para elevar la temperatura de la masa de metal del evaporador hasta la temperatura de derretimiento del hielo (32ºF), y después para enfriar el metal se lleva hasta la temperatura de operación. Cuando la densidad del metal se multiplica por la conductividad térmica, el resultado indica la cantidad de energía requerida para calentar y enfriar el intercambiador de calor para un volumen dado por unidad de temperatura (grado).
Basado en este análisis, un evaporador de acero galvanizado requerirá 70 % más de energía que el mismo evaporador, pero fabricado en aluminio para poder calentar y enfriar la unidad durante el ciclo de deshielo. Este tema se vuelve relevante por los ahorros de ene rgía y en consecuencia en el costo de operación a lo largo de un año, en especial a temperaturas de congelación.Resistencia a la corrosión.
El amoniaco puro inactiva las reacciones químicas de la superficie del aluminio. El proceso de inactivación limpia la superficie del metal para que esté libre de impurezas y promueve la formación de la capa protectora natural de oxido. Miles de evaporadores industriales para amoniaco de aluminio han sido instalados y operan de manera exitosa desde 1970.
La corrosión de los intercambiadores de calor en contacto o ubicados en áreas cercanas a productos alimenticios es una preocupación de las empresas procesadoras de alimentos. Todos los productos alimenticios son ligeramente ácidos. El aluminio es más resistente a la corrosión que el acero galvanizado, cuando se expone al acido acético y acido cítrico (productos lácteos, productos cítricos), ácidos grasos (agentes anticoagulantes, lubricantes) y acido láctico (pan, dulces, bebidas, fermentación, sangre).
El aluminio es más resistente a la corrosión que el acero galvanizado en presencia de cloruro de sodio (conservación de carnes y vegetales) y bióxido de sulfuro (almacenamiento de uvas). Ni el acero galvanizado ni el aluminio se recomiendan para su exposición a los nitritos (carnes curadas y ahumadas). El acero inoxidable es el material mas sugerido para usarse en presencia de nitritos.
Generalmente hablando, el aluminio es un mejor metal que el acero galvanizado para usarse donde hay una preocupación respecto a la corrosión debida al contacto con la mayoría de los productos alimenticios.Facilidad de limpieza.
La facilidad de limpieza del equipo en las empresas procesadoras de alimentos, incluyendo los evaporadores, ha sido un tema cuya importancia ha crecido. La contaminación bacteriológica debe ser removida con una limpieza regular y ubicar donde puede acumularse para así poder minimizarla.
La superficie lisa y dura de los evaporadores de aluminio son ideales para una limpieza eficiente en equipos de procesamiento de alimentos y en las instalaciones. La superficie áspera y porosa del acero galvanizado puede presentar dificultades en su limpieza para los operadores en instalaciones donde la operación libre de bacterias es un factor cr ítico.
Otro tema relevante es el efecto de diferentes agentes de limpieza sobre el aluminio y el acero galvanizado. Hay cuatro tipos básicos de agentes de limpieza en la industria procesadora de alimentos.
1.- Ácido.
2.- Fuertemente Alcalino.
3.- Medianamente Alcalino.
4.- A base de cloro.
Tanto el aluminio como el acero galvanizado son atacados por los agentes ácidos, los agentes fuertemente alcalinos y el cloro. Este tipo de agentes de limpieza no son recomendados para su uso en cualquier evaporador de amoniaco. Se recomienda el uso de una espuma medianamente alcalina para la limpieza de los evaporadores de aluminio y de acero galvanizado.
Si por alguna razón es necesario el uso de sosa cáustica (fuerte alcalino) para la limpieza, se prefiere el uso de evaporadores de acero galvanizado sobre los de aluminio debido a que la resistencia del zinc es más alta que la del aluminio.
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